Петля Тихельмана: схема устройства системы отопления в частных двухэтажных и одноэтажных домах, плюсы и минусы

Что это такое

Для того чтобы узнать об особенностях этого контура и понять принцип его работы, необходимо сначала представить себе саму систему отопления, которая характеризуется потоком теплоносителя. Другими словами, батареи в такой системе соединены последовательно по заранее определенной схеме. Поэтому возникновение каких-либо неисправностей или проблем в работе устройства полностью исключено.

От этого узла отходят несколько трубопроводов, которые необходимы не только для движения теплоносителя, но и для отвода воды. В схеме имеется несколько устройств, каждое из которых является шунтом, играющим важную роль в повышении гидравлического давления в системе.

Уникальные конструктивные особенности делают его отличным решением для частного дома, так как полученная система отличается стабильной работой и равномерным нагревом каждого радиатора.

Следует отметить, что такая система может быть реализована не только при классическом расположении радиаторов, но и при линейном расположении радиаторов. Однако в этом случае следует рассмотреть возможность двухтрубного распределения, что необходимо для стабильной работы системы.

Схема петля Тихельмана

Такая схема подключения радиатора также известна как контурная схема. Он обеспечивает следующее:

• Сумма длин подачи и обратки одинакова для каждого радиатора.
• Гидравлические условия одинаковы для каждого радиатора в системе.

Если гидравлические сопротивления радиаторов равны, через них будет протекать одинаковое количество теплоносителя при одинаковой температуре, поэтому их теплоотдача будет примерно одинаковой.

Работа неравномерных радиаторов или радиаторов, установленных на определенном расстоянии от сети, или установленных выше/ниже, в нишах…. можно регулировать с помощью балансировочных клапанов на выходах.

Подача заканчивается у последнего радиатора, возврат начинается у первого радиатора.

Обвязка котла

Как и любая другая система отопления, контур Тихельмана может быть открытым или закрытым. На выходе обязательно должна быть установлена группа безопасности, чтобы при необходимости активировать предохранитель, манометр и запустить вентиляцию помещения.

Если система открытая, необходим стояк. Сверху дополнительно устанавливается расширительный бак, после чего формируется труба для подачи теплоносителя. При необходимости обратный трубопровод дополняется специальным насосом, который подбирается в зависимости от сопротивления в системе.

Перед прокладкой трубопровода к котлу важно убедиться в бесперебойной работе насосов и установить фильтр для очистки воды. Это обеспечит стабильную работу системы отопления в будущем, а также избавит владельца от необходимости проводить очистные работы.

После завершения всех работ необходимо установить тройники, которые включают расширительный бак, манометр и систему контроля давления в сети. Тщательное внимание следует уделить выбору запорной арматуры, которая может иметь форму шаровых кранов. Они должны быть установлены не только со всех сторон насоса, но и на выходе из расширительного бака.

В случае организации системы отопления с контурами разного расхода необходимо установить гидропровод.

Трубопроводы

Двухтрубную систему создать легко, а вот трехтрубную — уже нет. Система отопления подключается с помощью труб, сечение которых должно иметь дополнительные размеры. При этом используются два наиболее важных параметра — размер помещения и теплопотери. Последнее довольно легко понять. Если площадь помещения не превышает 150 кв. м, то теплопотери составляют не более 15 кВт. Здесь все зависит от того, какие материалы были использованы при строительстве здания и проведена ли его теплоизоляция с применением специальных мер. Потребуется прокладка труб диаметром не более 2 см, а также насосное оборудование мощностью 25-40 кВт.

Если теплопотери составляют от 15 до 27 кВт, вам придется приобрести трубы диаметром 25 мм. При необходимости можно использовать и меньшие сечения — однако при расчетах следует быть предельно внимательным, так как это может негативно сказаться на эффективности всей системы.

Арматура

Некоторые люди упускают из виду выбор подкрепления, считая его неважной частью петли Тихельмана. Однако без качественных регулирующих клапанов невозможно гарантировать функциональность системы. Для достижения оптимального давления внутри системы необходимо правильно подобрать количество секций в радиаторе, но это требует точных расчетов, которые может выполнить только опытный техник.

Для защиты от возможных ошибок на каждом радиаторе может быть установлен специальный клапан. Если установка такого устройства невозможна, для балансировки контура Тихельмана следует использовать статическое регулирование. Такая система требует установки картриджей, которые помогают уменьшить расход теплоносителя на необходимую величину.

В целом, контур Тихельмана является одной из самых популярных и востребованных систем отопления. Его главное преимущество — стабильность работы и равномерный нагрев всех элементов. Такая система отопления подходит для одноэтажных и двухэтажных домов. В отличие от лучистого отопления пола, эта система обеспечивает естественную циркуляцию.

Варианты схемы Тихельмана

Если контур Тихельмана построен правильно, система отопления должна создать такие же условия для радиаторов. Это относится к разнице давлений, при этом радиаторы имеют равные поверхности и, следовательно, одинаковый уровень теплопередачи. Чтобы правильно рисовать диаграммы, требуется некоторая практика.

Дверь можно обойти несколькими способами: трубу можно уложить сверху. Если вы выберете этот вариант, учтите, что секция над дверью должна быть оснащена автоматическим вентиляционным отверстием: это предотвратит скопление воздуха. В этом случае пострадает внешний вид помещения. Кроме того, вентиляционное отверстие может время от времени протекать, что довольно непрактично.

Варианты схемы Тихельмана:

• Вариант в одноэтажном доме. Труба может быть проложена ниже уровня пола. Однако это может быть неудобно, если балка пола уже установлена.
• Схема для двух этажей. Схема используется для соединения всей системы, а не этажей по отдельности. Основные трубы диаметром 20 мм соединяются с подающей и обратной трубами. Радиаторы подключаются к ним через трубу диаметром 16 мм.
• Подключение для трех этажей. Для всех уровней установлена одна система труб. Диаметр стояков составляет 25 мм, подающей и обратной трубы — 20 мм, а трубы к радиаторам — 16 мм.

Если возможно, лучше подключить каждый этаж отдельно и подключить индивидуальный насос для каждого этажа. Обратите внимание, что если один насос выйдет из строя, то выйдет из строя вся система отопления. Схема Тихельмана может использоваться для обогрева помещений любого типа. Он обеспечивает равномерный нагрев радиаторов и довольно прост в установке, если схема выполнена правильно.

Схема Тихельмана для обвязки радиаторов двух этажей

И здесь речь идет не о каждом этаже в отдельности, соединенном по схеме Тихельмана, а о целой системе. Основные трубы (подача и обратка) — металлопластиковые диаметром 20 мм, радиаторы подключаются к ним трубой диаметром 16 мм.

Схема Тихельмана для обвязки радиаторов трёх этажей

Здесь также трубы проложены не индивидуально для каждого этажа, а в соответствии с чертежом Тихельмана для всех трех этажей одновременно. Сделайте стояки, например, из металлопластиковой трубы диаметром 26 мм, подающие и обратные трубы на этажах — из трубы диаметром 20 мм, а колена радиаторов — из трубы диаметром 16 мм.

Но все равно! Если есть возможность, лучше подключить каждый этаж отдельно и со своим насосом, иначе, если на всех этажах будет один насос, в случае поломки насоса не будет отопления на всех этажах одновременно.

Схема Тихельмана имеет преимущества перед другими схемами радиаторных трубопроводов: 1) универсальность (подходит для любых помещений, планировок и т.д., включая большие площади); 2) все радиаторы нагреваются равномерно. Несмотря на внешнюю сложность, освоить монтаж отопления по этой схеме вполне доступно. Только что еще раз прочитал о диаметрах труб в этой схеме. И используйте его. Удачи.

Прошли те времена, когда для монтажа гравитационных и однотрубных систем использовались стальные трубы большого диаметра. В настоящее время они были бы слишком дорогими по сравнению с современными двухтрубными системами, а также менее эффективными и стабильными.

Петля Тихельмана является одной из наиболее часто используемых схем отопления в частных домах.
Он характеризуется стабильной работой и равномерным нагревом всех радиаторов — обеспечивая основные требования к системам отопления в частных домах.

Особенности системы Тихельмана

В 1901 году инженер Тихельман обосновал идею изменения работы обратного потока воды. Система — петля Тихельмана — была названа в его честь. Ее также называют реверсивной системой возврата потока жидкости. В связи с тем, что жидкость течет по обоим контурам (подача и обратка) в одном и том же или противоположном направлении, для этой схемы было придумано третье название — «реверсивная система теплообмена».

Идея заключается в том, что длина подающего и обратного трубопроводов одинакова. Во всех участках трубы создаются одинаковые гидравлические условия. Это гарантирует, что последний радиатор в сети получает такое же количество тепловой энергии, как и первый. Это приводит к более эффективному использованию системы отопления и экономии топлива.

Описание системы

В профессиональных кругах контур Тихельмана называют двухтрубной системой отопления с потоком хладагента. Это название полностью отражает суть и принцип работы, характеристики лучше всего видны на фоне двухтрубной системы с обратным движением охлаждающей среды, которая известна практически каждому.

Представьте себе радиаторную сеть, расположенную по прямой линии. В классической схеме в начале этого ряда находится нагревательный блок, от которого вдоль всей сети идут две трубы, подающие горячий и возвращающие холодный хладагент соответственно. Каждый радиатор является своего рода шунтом, поэтому чем дальше от отопительного прибора, тем больше гидравлическое сопротивление в его соединительном контуре.
 Двухтрубная схема подключения радиаторов с противотоком в подаче и обратке; 2 — схема подключения контура Тихельмана

Если ряд радиаторов свернуть в кольцо, то оба конца радиаторов будут подключены к нагревательной спирали. В этом случае гораздо выгоднее, чтобы обратная труба не возвращалась в котельную, а шла дальше по цепочке, т.е. к подающей трубе. Другими словами, подающая труба начинается у отопительного агрегата и заканчивается у крайнего радиатора, а обратная труба начинается у первого радиатора и идет в котельную. Тот же принцип может быть реализован, даже если радиаторы расположены в линейном пространстве, просто от точки, где крайний радиатор соединяется с обратной трубой, труба меняется на обратную для возврата охлажденного теплоносителя. В этом случае система отопления будет представлять собой трехтрубную систему, которую также иногда называют контуром Тихельмана.

Но зачем такая сложность? Если вы внимательно изучите схему, то обнаружите, что сумма длин подающей и обратной труб для каждого радиатора одинакова. Отсюда вывод: гидравлическое сопротивление каждого отдельного соединительного контура эквивалентно другим контурам, т.е. система просто не нуждается в балансировке.

Где применяется

Еще одним распространенным контуром нагрева является «мертвое» соединение. Здесь радиатор, расположенный ближе всего к котлу, будет нагреваться сильнее, а последний радиатор в мертвой зоне получит меньше всего теплоносителя.
Схема тупика показана на рисунке.

Для тупиковой системы количество радиаторов в каждом рукаве ограничено.

Петля Тихельмана может иметь гораздо больше радиаторов, чем рука (или две руки) тупиковой схемы. И могут использоваться для обогрева больших площадей.

Фактически, контур Тихельмана можно использовать для отопления самой большой площади одного этажа одноквартирного дома.

Как известно, одноплечий контур балансируется без проблем и работает удовлетворительно (разница в мощности радиаторов без балансировки не более 10%), если количество радиаторов в контуре не превышает 5 штук. Соответственно для 2 рук — до 10 единиц. Выше этого числа находится протяженность обходного контура.

Можно ли использовать петлю Тихельмана в небольших домах?
Даже для одного радиатора это возможно. Но, скорее всего, это будет проблематично и/или неэкономично. У этой схемы есть свои недостатки.

Область применения

Однако соблазн избежать установки гидросистемы не должен приводить к необдуманным решениям. Двухтрубная система водоснабжения характеризуется высокой материалоемкостью, поэтому ее установка оправдана не во всех случаях.

При балансировке двухтрубной системы возврата необходимо учитывать степень «зажатия» радиатора. Уменьшая номинальный расход в точке подключения первых нескольких радиаторов, можно уменьшить расход и снизить перепад давления на радиаторах, чтобы обеспечить достаточный запас для последующих частей сети. Если радиаторная сеть состоит из множества радиаторов, расположенных на большом расстоянии друг от друга, скорость потока на первых радиаторах должна быть снижена настолько, что ее будет недостаточно для надлежащего производства тепла. Это требует использования насосов большей мощности, что приводит к значительному шуму при прохождении теплоносителя через отдельные агрегаты. В целом можно сказать, что двухтрубная система может быть оправдана только в том случае, если количество радиаторов превышает 8-10, а общая длина системы труб превышает 70 м.

Материалоемкость системы Tichelmann значительно возрастает, если нет возможности опоясать радиаторную сеть кольцом, т.е. расположить систему отопительных труб вплотную по периметру здания. Обычно это предотвращается дверями и фасадами, застекленными до пола. В таких случаях необходимо установить дополнительную трубу для направления теплоносителя обратно в котельную, а поскольку общая длина контура увеличивается как минимум наполовину, необходимо увеличить расчетный расход контура или производительность насоса. В принципе, дополнительных затрат можно избежать, установив коллекторную (радиальную) систему, но лучше предварительно провести сравнительный расчет материальных показателей.

Плюсы и минусы

Огромная популярность и распространенность петли Тихельмана объясняется рядом преимуществ, которые отличают ее от конкурентов. К основным преимуществам относятся:

• Одинаковая длина труб и обратки для каждого радиатора;
• для каждого радиатора обеспечиваются одинаковые гидравлические условия;
• не требуется никаких балансировочных работ, что значительно упрощает установку и эксплуатацию;
• стабильная работа сети, независимо от внешних условий.

Особенностью такой системы является то, что радиаторы имеют одинаковую мощность, что обеспечивает равномерное распределение тепла во всех помещениях.

Конечно, есть и отрицательные стороны. Прежде всего, необходимо уделить пристальное внимание расчету количества радиаторов, которые будут включены в установку. Если их будет слишком много, придется приобретать трубы большего диаметра, а это значительно увеличит расходы на организацию такой системы. Кроме того, для стабильной работы системы необходимо будет проложить трубы по периметру здания, что вызовет трудности при работе около входной двери.

Такие системы не следует устанавливать в небольших зданиях, поскольку они неэффективны. Предпочтительным вариантом считается глухая система, а не петля Тихельмана.

Преимущества и недостатки

Преимущества включают:

• Равенство длин подающих и обратных труб для каждого отопительного прибора;
• Те же гидравлические условия для радиаторов;
• нет балансирующего эффекта;
• Стабильность всей сети.

Благодаря одинаковой теплоемкости батареи, конструкция обеспечивает равномерную подачу тепла к радиаторам на любом расстоянии от отопительного прибора.

Есть и недостатки:

1. Необходимо рассчитать количество радиаторов. Если радиаторов много, придется покупать трубы большего диаметра, а это увеличивает стоимость.
2. Чтобы правильно выполнить разводку, трубы прокладывают по периметру здания, а это дополнительно усложняет ситуацию в зонах входов, окон.

Не рекомендуется использовать петли Тихельмана в домах с небольшой площадью, здесь удобнее организовать мертвую теплотрассу.

Как устроена попутка

Одинаковая разница давления на радиаторах возникает потому, что сумма длин подающего и обратного потоков одинакова для каждого радиатора. Это хорошо видно на диаграмме. Удалите из системы любой радиатор и оцените сумму длин подающей и обратной труб к котлу.

Т.е. все радиаторы автоматически имеют одинаковые условия, что как раз и достигается другими схемами путем доработки, а иногда и не достигается. Например, лучевая система, в которой каждый радиатор соединен длинной парой труб с одним коллектором, имеет хитрую регулировку. Длина этих труб разная, радиаторы влияют друг на друга, поэтому необходимо тщательно отрегулировать систему.

Всегда ли нужна попутка

Байпасная система отопления на 20 процентов дороже тупиковой системы отопления. Перерасход средств связан с использованием труб большого диаметра и, в частности, их фитингов — тройников для патрубков радиаторов и переходников для меньшего диаметра, с помощью которых подключаются радиаторы.

В тупиковой схеме, с другой стороны, диаметры труб будут меньше, поскольку вся мощность делится на 2 или более рукавов, на выходе из котла.

Тупиковая схема, в частности, становится проблемной, когда нет возможности закольцевать трубы от выхода котла к контуру дома. В этом случае обратный поток должен быть направлен обратно таким же образом, как и подающий поток.

Это создает сложную петлю из трех очень толстых труб. Этого следует избегать, а более простую тупиковую схему преобразовать с учетом конкретных обстоятельств.

Обычный переход к тупиковой схеме происходит, когда количество радиаторов уменьшается до 10 или менее. В этом случае можно сбалансировать радиаторы в тупиках и сами рукава без значительного увеличения производительности насоса.

При наличии трех, четырех или даже пяти радиаторов в плече нет проблем с балансировкой всех радиаторов и плеч в схеме «мертвая зона».

А если те же десять радиаторов нужно разделить на плечи, например, 6 и 4 — лучше сделать самобалансировку, потому что при 6 радиаторах и неравных тупиках вам придется неоправданно увеличивать мощность насоса, а более близким радиаторам будет слишком «тесно».

Данные по гидравлике

Система петель Тихельмана очень стабильна. Этот факт наглядно демонстрируют данные гидравлического расчета, но он требует соблюдения ряда правил монтажа.

Основным функциональным элементом такой системы остается гидравлический насос. Он создает давление на выходе, т.е. на стороне подачи, и вакуум на входе, т.е. на стороне возврата. Численное значение обеих величин уменьшается с расстоянием от насоса, в то время как перепад давления не является линейным, а описывается квадратичным значением динамического напора. Это видно как для подающей, так и для обратной стороны, и падение можно условно описать на примере трубопровода длиной 100 м:

Расстояние от насоса в направлении потока теплоносителя (м)	Давление питания (% от номинального давления)	Падение давления на обратном трубопроводе (% от номинального давления)	Перепад давления на теплоотводе
10	90 %	5 %	95 %
20	75 %	20 %	95 %
30	55 %	35 %	90 %
50	45 %	40 %	85%
60	40 %	45 %	85 %
70	35 %	55 %	90 %
80	20 %	75 %	95 %
90	5 %	90 %	95 %

Это усредненные цифры, но даже из них видно, что кажущаяся равномерность потери напора в центре радиаторной сети несколько выше, чем по краям. Действительно, благодаря пропорциональному изменению давления и вакуума в каждом радиаторе, на каждом нагревательном элементе поддерживается почти одинаковый перепад давления, но для правильной и стабильной работы контура Тихельмана необходимо соблюдать определенные правила, которые будут описаны ниже.

Трубы, насосы для попутной схемы

Частные дома всегда имеют плотную планировку, в них нет длинных трубопроводов к радиаторам — повышенное гидравлическое сопротивление не встречается в схемах.

Рекомендации по проведению расчетов системы отопления излишни, поскольку точные теплопотери здания невозможно определить самостоятельно, а используемое оборудование стандартно, остается только выбрать из пары-тройки образцов подходящий.

Для определения диаметра трубы для петли Тихельмана можно воспользоваться таблицей, в которой показана зависимость диаметра трубы от требуемой энергии.

Для теплопотерь до 15 кВт (150 кв. м) площади подходят трубы с внутренним диаметром 20 мм. Они также используются в большинстве случаев для магистральных линий — примерно до 8 радиаторов в кольце.

При теплопотерях от 15 до 27 кВт (до 250 кв. м) в сети требуются трубы диаметром 25 мм, чтобы сделать будущую эксплуатацию насоса более экономичной.

Диаметр труб в контуре может быть уменьшен в соответствии с расчетами. И с условием, указанным выше. В любом случае, на последнем радиаторе в подающей трубе закладывается минимальный диаметр 16 мм.

Все радиаторы подключаются с помощью патрубков с внутренним диаметром 16 мм.

На площади до 180 м² можно использовать насос 25-40; на площади до 250 м² можно использовать насос 25-60. — Насос 25-60.

Современные инновационные циркуляционные насосы типа Alfa хорошо работают в контуре Тихельмана, о них вы можете прочитать ЗДЕСЬ.

Для двухэтажного дома

Разумное решение — сделать общий стояк и провести отдельную петлю Тихельмана для каждого этажа. Учитывайте, что потери энергии на каждом этаже будут очень разными, и выбирайте радиаторы и диаметры труб соответственно.

Раздельные контуры в этажах позволят сбалансировать один этаж относительно другого и значительно упростят конфигурацию системы. Важно только не забыть включить в контур балансировочный кран для каждого этажа. Если имеется 2 этажа, эти краны могут находиться рядом друг с другом в котельной.

Как подключается теплый пол к Петле Тихельмана

Полы с подогревом подключаются параллельно к контуру в пределах каждого этажа. Краны, балансирующие контур радиаторов на каждом этаже, не должны влиять на работу напольного отопления. То есть, на схеме краны должны быть расположены дальше от котла, чем подключение теплого пола.

Контур напольного отопления со смесительным узлом должен иметь собственный циркуляционный насос. Короткие цепи с ограничителями расхода подключаются без дополнительного насоса, но должны быть включены в расчет общего гидравлического контура. Поскольку в связи с увеличением общего расхода, скорее всего, потребуется более мощный насос.

Стоит ли монтировать самостоятельно

Как вы уже, наверное, поняли из вышесказанного, контурное отопление Tichelmann имеет довольно простую конструкцию. В любом случае, его монтаж не сложнее, чем монтаж обычной тупиковой системы. Однако стоит учитывать, что петля Тихельмана чаще всего устанавливается в очень больших домах. Монтаж систем отопления в таких зданиях уже имеет множество нюансов. Кроме того, и расчет коммуникаций для такого здания должен быть выполнен как можно точнее. Простое принятие средних значений (котел мощностью 10 кВт на 1 м 2 помещения, диаметр труб 26 и 16) в данном случае не подойдет. Трудно сделать правильные расчеты с помощью таблиц или даже соответствующих программ. Поэтому для проектирования и установки системы «петля Тихельмана» в большом доме все же стоит нанять профессионалов.

Процесс установки системы

Работы по установке отопления Tichelmann начинаются с монтажа котла, который должен быть размещен в помещении не ниже 250 см. Мощность устройства зависит от обогреваемой площади: для площади 10 м2 потребуется 1000 Вт.

Затем необходимо выполнить следующие действия

1. Подвесьте секции нагревателя. Определите необходимое количество блоков и отметьте их будущее местоположение — обычно они размещаются под окнами. Закрепите радиаторы с помощью кронштейнов.
2. Установите подающие и обратные трубы из пластика. Этот материал рекомендуется благодаря простоте монтажа и устойчивости к высоким температурам. Диаметр должен составлять 20-25 мм (магистральные трубы) и 16 мм (подключение радиатора).
3. Установите циркуляционный насос на обратке рядом с котлом. Установите фильтрующий блок перед ним. Подключите насос через байпас с тремя кранами.
4. Установите расширительный бак для воды и предохранительные элементы для обеспечения безопасности системы.

Самый простой и дешевый метод водоподготовки — использование бойлера косвенного нагрева в контуре Тихельмана. Автоматические котлы обычно легко включаются и управляются с помощью нагревателя. В противном случае потребуется залог для разрешения эксплуатации котла.

Схема отопления с петлей Тихельмана плюсы и минусы

Как правило, двухтрубные системы отопления частных домов являются тупиковыми, что приводит к тому, что давление и расход теплоносителя слабее в последнем радиаторе из-за наибольшего расстояния, соответственно, отопительный прибор греет хуже. Эта проблема решается путем увеличения количества секций радиатора или добавления регуляторов к каждому радиатору.

Второе решение, используемое при установке двухтрубных систем отопления в частном доме, заключается в балансировке системы.

Схема Тихельмана довольно проста. В классической двухтрубной системе обратный поток начинается у последнего радиатора и заканчивается у котла, а подающий поток начинается у котла и заканчивается у последнего радиатора.

Особенностью контура Тихельмана является то, что «обратка» начинается от первого радиатора, доходит до последнего радиатора и возвращается в котел, а подача, как и в классической схеме, начинается от котла и заканчивается последним радиатором.

Это означает, что первый радиатор от котла является первым на подаче и последним на обратке, соответственно последний радиатор является последним на подаче, но первым на обратке.

Это тип прямоточной системы, в которой теплоноситель в подаче и обратке течет в одном направлении.

Двухтрубные системы отопления в отдельно стоящем доме, установленные по схеме Тихельмана, обладают преимуществами прямоточных однотрубных систем («Ленинградка») и двухтрубных систем, а также рядом дополнительных преимуществ.

Прежде всего, система устойчива, и нет необходимости устанавливать различное контрольное оборудование, которое стоит довольно дорого.

При этом расход теплоносителя одинаков во всей системе, а работа теплогенерирующего оборудования оптимальна и высокоэффективна.

К недостаткам схемы Тихельмана относится необходимость в дополнительных трубах, причем желательно большого диаметра, а это означает дополнительные расходы.

Да и архитектурные особенности частного дома не всегда позволяют установить открытую систему отопления с тремя трубами. Например, установка такого типа отопительной системы может помешать дверным проемам и ряду других архитектурных форм.

Поэтому не всегда возможно организовать круговое движение теплоносителя непрямого нагрева в двухтрубной системе отопления в частном доме.

Следует также отметить, что в большинстве случаев при установке реверсивных систем отопления по схеме Тихельмана используется горизонтальное распределение.

По другим характеристикам и используемому отопительному оборудованию и теплогенераторам контур Тихельмана не отличается от своих двухтрубных аналогов.

Как рассчитать необходимый диаметр труб?

Конечно, при планировании разводки системы отопления в конкретном архитектурном сооружении необходимо определить, каким должен быть диаметр труб в конструкции. В этом случае необходимо рассчитать общую тепловую мощность. Это необходимо сделать в первую очередь, иначе монтаж отопления будет затруднен. Таким образом, в процессе определения диаметра трубы мы рассчитываем мощность конструкции. Необходимо заранее определить следующие параметры:

• Объем дома;
• Разница температур между внутренней и внешней средой;
• Стандартный коэффициент теплопотерь, который зависит от теплоизоляции всего архитектурного объема.

Что касается коэффициента, то уже существуют заранее установленные цифры, которые зависят от степени теплоизоляции архитектурного объекта. Так, при минимальной теплоизоляции или ее отсутствии коэффициент составляет 3 или 4. В случае кирпичной облицовки значение варьируется от 2 до 2,9. Для среднего уровня теплоизоляции помещений предлагается коэффициент около 1,8. Наконец, если здание утеплено качественными строительными материалами, а на всех входах в здание установлены двойные стеклопакеты и современные двери, коэффициент теплопотерь минимален — не более 0,9.

После проведения расчетов, описанных выше, необходимо определить, с какой скоростью будет двигаться жидкость, передающая тепло по трубам. Традиционный диапазон значений этого параметра составляет от 0,36 до 0,7 метра в секунду. Специалисты называют этот диапазон оптимальным. Как правило, диаметр трубы в районе 26 миллиметров является наиболее подходящим как для возвратной, так и для подающей трубы. Для подключения радиаторов к системе специалисты рекомендуют использовать трубы диаметром 16 миллиметров.

Как работает тупиковая отопительная система

Тупиковая схема — это двухтрубная система отопления помещений, в которой, как видно на рисунке выше, горячий теплоноситель поступает в каждый радиатор по одной трубе (подача) и выходит из радиаторов и поступает в котел по другой трубе (обратка). В этой схеме теплоноситель течет в противоположных направлениях по подающей и обратной трубам, тогда как в других (не однотрубных) схемах жидкость течет в одном направлении. Это очень распространенный способ подключения отопительных приборов, а не только радиаторов — это могут быть чугунные радиаторы, биметаллические радиаторы или самодельные регистры.

Хотя можно реализовать и однотрубное отопление, это решение не очень популярно из-за низкой теплоотдачи и сложности. Схема однотрубной тупиковой системы показана ниже — если дом рассчитан на 2 или 3 этажа, то помимо стандартной группы безопасности необходимо провести разводку стояков и установить воздухоотводчик или клапан Маевского на каждом радиаторе. Это дорогостоящая схема, поэтому ее не часто применяют.

Косвенным преимуществом тупиковой схемы является то, что она может применяться как для отопления с принудительной циркуляцией, так и для решений с гравитационным движением жидкости в трубах. Для энергонезависимого отопления в частных домах все более популярной становится система естественной циркуляции, поэтому тупиковую схему с подвесными трубами здесь также не стоит упускать из виду.

В обоих случаях, при одноконтурной или двухконтурной схеме, для тупикового варианта очевидна следующая зависимость: чем больше радиаторов подключено к трубе, тем медленнее будут нагреваться все последующие приборы отопления. По этой причине рекомендуется разделить всю систему на несколько веток так, чтобы в каждой ветке было не более 5-6 радиаторов. Это решение применимо как к естественной, так и к принудительной циркуляции теплоносителя.

На практике преимущество тупиковой схемы очевидно: это простой расчет, несложный уровень монтажа, минимальное количество запорной арматуры и фитингов, низкая стоимость всего проекта. Если сравнивать с такими популярными решениями, как двухтрубная система с жидкостным потоком и лучевая схема (с коллектором), то они явно превосходят тупиковую схему с точки зрения соблюдения законов гидравлики — хладагент движется быстрее, нет встречного движения, радиаторы нагреваются равномерно и с одинаковой скоростью. Однако экономичность сквозного варианта часто выигрывает, особенно при отоплении дома с небольшой общей отапливаемой площадью.

Горизонтальная, тупиковая система имеет вариант с использованием центрального подключения к сети. Такая схема может быть реализована в виде скрытых трубопроводов в полу или в стене, что понравится всем без исключения домовладельцам, поскольку скрытые трубопроводы не требуют перепланировки, переоборудования или изменения интерьера жилья.

При прокладке скрытых трубопроводов, например, при встраивании труб в бетонную стяжку или стеновые канавки, трубы должны быть изготовлены не из стали, а из пластика без соединений или из пластика с муфтовым соединением или сварным швом, чтобы предотвратить возможность протечек. Единственная проблема при прокладке труб скрытого монтажа — правильно и красиво вывести их из стены или из-под пола. Кроме того, в скрытом варианте следует избегать любых пересечений труб. Чтобы избежать пересечений, используется перекрестная труба. При подключении трубы к радиатору с помощью крестовины можно изгибать трубы в центральном трубопроводе, не выступая за плоскость установки.

Также реализация контурной системы с центральной магистральной трубой открывает возможность подключения к системе отопления других схем: теплых полов или полотенцесушителей. Такие установки соединяются через специальный смесительный модуль, состоящий из циркуляционного насоса, смесительных клапанов и температурных датчиков. Смесительный модуль делает работу подключенных устройств независимой от основного отопительного контура, и любое количество вновь подключенных контуров не повлияет на работу основного контура.

Алгоритм выполнения монтажных работ

Установка двухтрубной коллекторной системы происходит по определенному алгоритму, где первым шагом является выбор диаметра труб, а последним — установка циркуляционного насоса.

Монтаж

Процесс монтажа отопительной системы Tichelmann состоит из следующей последовательности действий:

1. Сначала устанавливается бойлер. Для размещения его в помещении минимальная высота от пола до потолка должна составлять 2,5 м, допустимый объем помещения — 8 м³. Для того чтобы узнать необходимую мощность прибора, необходимо произвести расчеты (примеры можно найти в специализированных руководствах). Для обогрева 10 м² требуется примерно 1 кВт.
2. Следующий шаг — регулировка секции радиатора. Сначала нужно определить, сколько радиаторов вам нужно, затем сделать разметку для их расположения (обычно они размещаются под оконными проемами) и установить их с помощью специальных кронштейнов.
3. Затем переходите к этапу вычерчивания сети соответствующей системы отопления. Лучше всего использовать металлопластиковые трубы, которые хорошо справляются с высокими температурами, а также отличаются длительным сроком службы и простотой монтажа для владельцев. Основные трубы (подающая и обратная) 20-26 мм и 16 мм для подключения радиаторов.
4. Установите циркуляционный насос. Он должен быть установлен на обратной трубе как можно ближе к котлу. Он должен быть установлен через байпас с тремя клапанами. Перед насосом должен быть установлен фильтр. Этим требованием не следует пренебрегать, так как оно напрямую влияет на срок службы оборудования.
5. Установка расширительного бака и защитных компонентов. Для систем отопления с проточным теплоносителем подходят только мембранные расширительные баки. Компоненты безопасности входят в комплект поставки котла.

Распределение трубопроводов осуществляется путем обвязки всего здания, а не каждого этажа в отдельности. На каждом этаже также должен быть установлен циркуляционный насос, а для каждого радиатора в отдельности должны поддерживаться равные длины обратных и подающих труб, в соответствии с основными требованиями двухтрубной системы централизованного отопления. Если установлен один насос, то в случае его выхода из строя вся система отопления дома остановится.

Многие монтажники считают хорошей идеей иметь общий стояк на двух этажах, с отдельными соединениями труб для каждого этажа. Таким образом, можно учесть разницу в теплопотерях на каждом этаже и выбрать соответствующие диаметры труб и количество секций в радиаторах.

Разделение системы распределения тепла по этажам значительно облегчит конфигурирование системы, а также позволит оптимально сбалансировать отопление всего здания. Однако для каждого этажа в контуре необходимо будет установить балансировочный кран. Краны могут быть установлены рядом друг с другом непосредственно возле котла.

Популярность и широкое распространение схемы отопления Tichelmann полностью оправданы, прямое подтверждение тому — многочисленные положительные отзывы довольных домовладельцев, использующих такую схему.

Расчет диаметра трубопровода

Существует научно доказанный метод расчета. Поперечное сечение трубы выбирается в зависимости от объема охлаждающей жидкости, протекающей через трубу в единицу времени. Начните расчет с самого дальнего радиатора, используя формулу:

G=3600×Q/(c×Δt), (1)

Где: G — расход воды на отопление дома (кг/ч);

Q — тепловая мощность, необходимая для отопления (кВт);

c — теплоемкость воды (4,187 кДж/кг×°C);

Δt — разница температур между горячим и холодным теплоносителем, принимаемая равной 20 °C.

Затем площадь поперечного сечения труб рассчитывается по формуле:

S=GV/(3600×v), (2)

Где: S — площадь поперечного сечения трубы (м2);

GV — расход воды (м3/ч);

v — скорость движения воды, составляет от 0,3 до 0,7 м/с.

Полученная цифра является площадью поперечного сечения, на основании которой выбирается внутренний диаметр трубопровода.

Расчет также может быть основан на таблице, показывающей зависимость между внутренним диаметром трубы и тепловой нагрузкой.

Можно принять во внимание следующие рекомендации:

1. Для теплопотерь до 15 кВт (150 м²) подходит труба диаметром 20 мм.
2. Потери от 15 до 27 кВт (до 250 м² площади пола) потребуют труб с минимальным диаметром 25 мм.

Домовладельцу трудно произвести расчеты по приведенным выше формулам или сантехническим таблицам, поэтому можно полагаться на рекомендуемые диаметры труб.

Диаметр трубы должен быть одинаковым на всем протяжении, чтобы обеспечить стабильность работы радиаторов. Рекомендуемый минимальный внутренний диаметр трубы составляет 20 мм.

Должны быть соблюдены следующие условия:

• Трубы должны быть проложены под напольным покрытием, чтобы избежать высоких подъемов. Если это невозможно, следует учесть конфигурацию дома и сделать высоту труб как можно меньше.
• Трубы должны быть изготовлены из пластика или полипропилена с армированием алюминиевой фольгой. Такие трубы более прочны и прослужат долгое время.
• радиаторы биметаллические или стальные с системой нижнего подключения. Эти радиаторы имеют более высокое сопротивление потоку, и это уравновешивает систему. Мощность радиаторов должна быть одинаковой во всем доме.
• Каждый радиатор должен быть оснащен балансировочным краном на обратном трубопроводе. Рекомендуется установить терморегуляторы.

Гидравлический расчет

Для этого необходимо рассчитать производительность циркуляционного насоса в зависимости от длины трубы.

Важным компонентом в этой системе является гидравлический насос, который создает давление подачи и возврата. Данные расчета показывают, что значения обоих параметров уменьшаются по мере увеличения расстояния от насоса в направлении движения теплоносителя. Если данные измеряются на трубе длиной 100 м, то в результате на расстоянии 10 м давление подачи будет составлять 90% от номинального значения, а вакуум возврата — 5%. На расстоянии 20 м эти параметры составят 75% и 20% соответственно, а падение на радиаторный элемент в обоих случаях составит 95%. На расстоянии 50-60 м цифры смещаются к середине (45 и 40, 40 и 45 соответственно), а наклон на радиаторном элементе составляет 85%. При дальнейшем удалении от насоса пропорции продолжают смещаться в сторону увеличения рифинга; падение давления на расстоянии 70 м составляет 90%, а на расстоянии 80 м и выше — 95%. Поэтому потери напора в средней части будут несколько выше, чем в начале и конце. Пропорциональное изменение перепада давления на радиаторах поддерживает его более или менее равным.

Если монтаж выполнен правильно, нет различий в сечении основной трубы и радиаторы находятся на одинаковой высоте, система будет работать бесперебойно. Мощности задействованных радиаторов будут равны друг другу.

Протягивание магистрали

При установке скелетной системы отопления необходимо учитывать следующие элементы:

• Приточная ветка должна быть установлена ниже приточной ветки.
• Трубы подачи и возврата должны быть параллельны друг другу.
• Расширительный бак должен быть установлен над отопительным котлом.
• На закрывающихся радиаторах должны быть установлены сливные клапаны. Хорошо бы установить термостатическую головку на каждый радиатор, чтобы обеспечить комфортную температуру.
• При прокладке магистрали следует избегать прямых углов, чтобы избежать образования воздушных карманов в системе.
• Расширительный бак должен быть установлен в обогреваемом помещении.
• Все диаметры труб, фитингов и клапанов должны совпадать. Не используйте трубы разного диаметра из-за попытки сэкономить. Давление воды в системе будет нарушено.

Возможные осложнения

Если сечение основных труб одинаковое и все радиаторы находятся на одной высоте, то проблем с функционированием проточного контура не возникнет. Все радиаторы будут иметь примерно одинаковую мощность.

Проблемы с работой отдельных радиаторов возникнут только в том случае, если монтаж выполнен неправильно. Например, при пайке полипропиленовых труб пластик будет скапливаться на внутренней части, что приведет к уменьшению диаметра. Обходная система очень стабильна, но нельзя нарушать рекомендации по ее созданию.

Это необходимо только для подключения очень мощных радиаторов к другим радиаторам. Если этого не сделать, сеть не будет работать должным образом. Например, в одной комнате установлен радиатор мощностью 6 кВт, а в другой — 0,5 кВт. При установке отопления на радиатор мощностью 6 кВт на радиатор мощностью 0,5 кВт будет оказываться чрезмерное давление. Решением этой проблемы являются балансировочные клапаны. Они должны быть установлены, по крайней мере, на маломощных приборах.

Также можно построить ловушку своими руками. Необходимо учитывать два основных фактора:

1. 1. тип и сечение труб.
2. 2. установка радиаторов, а также котла.
3. 3. правильный выбор мощности радиатора.
4. 4. выбор фурнитуры.
5. 5. Возможные проблемы, которые могут возникнуть во время установки.
6. 6. пути создания сети централизованного теплоснабжения.

Установка циркуляционного насоса

Рассчитывать на естественную циркуляцию неразумно, так как в системе сопутствующего отопления имеется 10 и более радиаторов. Гравитация не будет работать без принудительного давления. Циркуляционный насос устанавливается в обратном трубопроводе рядом с котлом. Насос подключен через байпас и три клапана. Рекомендуется установить фильтр.

На каждом этаже установлен циркуляционный насос.

В одно- или двухэтажных домах устанавливается система отопления с байпасом. В двухэтажном доме следует обратить внимание на несколько деталей:

• На каждом этаже установлен циркуляционный насос. В случае сбоя на одном этаже, отопление будет полностью работать на втором этаже.
• Для каждого этажа рекомендуется отдельная схема установки.

Факторы целесообразности выбора

Современные системы отопления представлены в широком ассортименте как на отечественном, так и на зарубежном строительном рынке. Тем не менее, каждое из предложенных проектных решений подходит для определенных конкретных случаев. Если рассматривать конкретно систему петель Тихельмана, то ее установка является разумным решением, если:

• у вас большой дом с большим количеством радиаторов;
• Трубы можно прокладывать только по периметру комнат;
• Вы готовы потратить относительно большую сумму денег на организацию отопления в своем доме.

Выше приведен традиционный минимальный перечень условий, при которых выбор в пользу «нападающего» является разумным и оправданным. Таким образом, если работа циркуляционного насоса определяется балансирующим эффектом и если нет необходимости в трехтрубной системе с большими контурами, то именно схема «байпас» будет оптимально функционировать в вашем доме.

Настройка клапана — конечная схема потока

Мифы вокруг приспособления

Если вы когда-либо сталкивались с выбором между такими системами отопления дома, как on-off и dead-end, вы наверняка заметили, как неоднозначные мнения и мифы о первом варианте заполняют интернет-пространство. Между тем, как показывает практика, львиная доля публикаций псевдоэкспертов не имеет практической основы и строится исключительно в гипотетической плоскости. Поэтому эксперты выделяют три наиболее распространенных мифа, которые порочат славу лучистого отопления:

• Балансировка такой системы не требуется, поэтому нет необходимости устанавливать балансировочные клапаны в конструкции радиатора;
• В этой конструкции диаметр и длина трубы могут быть преднамеренно уменьшены.
• Каждое циркуляционное кольцо имеет одинаковое гидравлическое сопротивление.

Стоит отметить, что существуют некоторые национальные стандарты, а также специальные пособия, обратившись к которым можно быстро проверить ложность представленных выше мифов.

Мнение владельцев загородных домов о системе

Как считает большинство владельцев сельской недвижимости, эта схема на самом деле очень эффективна — петля Тихельмана. Отзывы о такой схеме признали ее просто выдающейся. При правильном проектировании и установке в доме создается очень комфортный микроклимат. Само оборудование системы редко ломается и служит долго.

О петле Tichelmann высоко отзываются не только владельцы жилых домов, но и владельцы коттеджей для отдыха. Система отопления в этих зданиях часто используется нерегулярно в холодное время года. Если распределение представляет собой мертвую систему, то при включении котла помещения нагреваются очень нерегулярно. При сквозной системе эти проблемы, конечно, не возникают. Однако установка отопления в этой системе обходится дороже, чем в мертвой системе.